Элемент с управляемой проводимостью

(57) Изобре енговой вычислитнайти применен УПРАВЛЯЕМОЙ е относи нало- може ьнои технике е в устроиств аботки измери х пре варительнои информации. ел ь изобретен о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ САНИЕ ИЗО ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленин кий инстит нина) (72) И.В.(56) АвторУ 1151993,шение точности работы элемента при управлении средним значением проводимости по множительно-квадратичному закону. Поскольку сглаживающие конденсаторы в данном элементе имеют достаточно большие емкости, то пульсацией напряжения на них в сравнении с уровнем входного напряжения элемента можно пренебречь, а следовательно, импульсно-управляемые резисторы можно считать "развязанными" по переменному току, что позволяет в установившемся режиме рассматривать только средние значения проводимостей импульсно-управляемых резисторов, а также средние значения Ю напряжений на сглаживающих конденсаторах. Изобретение дополнительное к авт.св. Ф 115993, 1 ил. С:Изобретение относится к аналого.вой вычислительной технике и можетнайти применение в устройствах предварительной обработки измерительнойинформации.Целью изобретения является повышение .точности работы элемента приуправлении средним значением проводимости по множительно-квадратичному закону.На чертеже изображена функциональная схема элемента с управляемойпроводимостью,Элемент с управляемой провоцимостью содержит четыре импульсноуправляемых резистора 1-4, которыевыполнены в виде последователь;носоединенных ключа 5 и резистора 6первый 7 и второй 8 инверторы, трисглаживающих конденсатора 9-11, дваповторителя 12 и 13 напряжения.,ключ 14, первый 15 и второй 16 управляющие входыинформационный вход17 и выход 18. Элемент с управляемой проводимо- стью работает следующим образом.С управляющего входа 15 на вход инвертора 7 и управляющий вход импульсно-управляемого резистора 1 поступает первый сигнал-сомножитель в виде широтно-импульсного сигнала (ШИМ-сигнала с относительной длительностью Ц, = 2 /Т). Ключ 5 импульсно-управляемого резистора 1 замкнут в течение промежутка времени о, и разомкнут в течение промежутка времени Т-с,. Ключ 14 изменяет свое состояние так, что в течение промежутка времени Т- он замкнут, а в течение промежутка времени разомкнут, т.е, ключи 5 и 14 работают в противофазе. Аналогично работают ключи 5 импульсно-управляемых резисторов 2 и 4, на управляющие входы которых поступает с входа 16 второй сигнал-сомножитель в виде ШИМ-сигнала с относительной длительностью 8 = ь /Т. На управляют гщий вход ключа 5 третьего импульсно- управляемого резистора поступаетШИМ-сигнал 8 гПри рассмотрении работы предла,гаемого элемента с управляемой передаточной проводимостью предполагается, что сглаживающие конденсаторы 9-11 имеют достаточно большие емкос ти, так что пульсациями напряжения20 где 1 - среднее значение тока, пос.тупающего во внешнюю цепьсо стороны выходного зажима 18 элементаУ - напряжение на входном зажиме 17 элементаУ - напряжение на выходном зажиме 18 элемента.Среднее, значение тока 1 равно 25 30(2) среднее значение тока,поступающего во внешнюю цепьэлемента с управляемой проводимостью со стороны импульсно-управляемого резистора 2,- среднее значение тока,поступающего во внешнюю цепьэлемента с управляемой проводимостью со стороны импульсно-управляемого резистора 4,нее значение первой составвыходного тока равно где 1,35 40 Средляющей 1 = й - ц ) С О (3) 50 выходное на.пряжение повторителя 12, которое при единичном коэффициенте передачи равно напряжению на конденсаторе 9;проводимость резистора 6импульсно-управляемого ре"зистора 2. где 116(7)Сб на них в сравнении с уровнем входногонапряжения элемента, поступающегона информационный вход 17, можно пренебречь. Благодаря такому предпопожению в пределах практически допустимой погрешности Функционированияэлемента импульсно-управляемые резисторы 1-4 можно считать "развязанными" по переменному току. Это 1 О обстоятельство позволяет в установившемся режиме рассматривать толькосредние значения их проводимостей,а также средние значения напряженийна сглаживающих конденсаторах 9-11.15 Значение передаточной проводимости элемента в среднем за периодТ повторения управляющих ШИМ-сигналов определяется выражением1267438 Конденсатор 11 заряжается в течение промежутка времени 7 на очередном периоде Т повторения прямоугольных импульсов ШИМ-сигнала 9 когда ключ 5 импульсно-управляемого резистора 3 разоокнут, а ключ 5 импульсно-управляемого резистора 4 замкнут. Конденсатор 11 разряжается при противоположных упомянутых состояниях 1 О ключей 5 импульсно-управляемых резисторов 3 и 4. Ток заряда равен(13) Ж 05) 6,Ь 9 Е ( а Р) ) ( ) 35 Иэ выражения (3) с учетом (7) следует, что первая составляющая выходного тока элемента с управляемой передаточной проводимостью равна 40(8) Вторую составляющую 1 г выходного 45 тока элемента найдем из следующих соображений. Условием динамического равновесия процесса переэаряда конденсатора 11 является уравнение(9) Ргде 4 ЯЧрар ) приращение заряда конденсатора 11 в процессе его заряда 55 потери заряда конденсатора 11 в процессе его разряда.( разр Среднее значение напряжения на конденсаторе 9 найдем иэ условия динамического равновесия процесса его перезаряда где Я - приращение заряда конденсатора 9 в процессеего зарядаЬ 0 рд 9) - потеря заряда конденсатора 9 в процессе егоразряда.Конденсатор 9 заряжается при замкнутом ключе 5 и разомкнутом ключе 14, а разряжается при противоположных упомянутых состояниях ключей 5 и 14. Ток заряда равен 1 фр (фд П 9 ) С 6 (5) Б - среднее значение напряже 9ния на конденсаторе 9;0)С - проводимость резистора 6бимпульсно-управляемогорезистора 1.Ток разряда равен РаР = (9-ПР) С . (6)30 Из уравнения (3) с учетом выражений (5) и (6) найдем, что(4)где С - проводимость резистора 6импульсно-управляемого резистора 4.Уравнение баланса (9) с учетом выражений (10) и (1 1) принимает вид 1) - й +И)Д С с П С (Т ) (12) Принимая во внимание выражение(7), из выражения (13) получим Тогда среднее значение тока 1 г, поступающего на внешнюю цепь элемента с управляемой проводимостью со стороны импульсно-управляемого резистора 4, будет равно= -(и -и ) С 8, 8,(1-Е,) (15) Тогда нз выражения (4) с учетомвыражений (10) и (15) при условиии) (з) го,С - С 6 -- С получимК1 = Ж -1)6) С,Вили согласно выражению (1)267438 Составитель Н. ФирсоТехред И.Попович К Шек дакто лободяник ректор аказ 5779/4 Тираж ВНИИПИ Росударс по делам изоб 13035, Москва, Ж-ЗПодпиное комитета СССР открытий ая наб., д. 4енноготеиийРаушс иэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор Проектная,Э 1Формула изобретенияЭлемент с управляемой проводимостью по авт.св. В 115 1993, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности работы при управлении средним значением проводимости элемента, в него введены второй инвертор, третий сглаживаю, щий конденсатор и последовательно соединенные третий и четвертый импульсно-управляемые резисторы, общий вывод которых подключен к выходу второго повторителя, а свободные выводы подключены соответственно к выходу первого повторителя и входу второго повторителя, общий вывод ключа и масштабного резистора третьего импульсно-управляемого резистора через третий сгпаживающий конденсатор соединен с общим выводом ключа и масштабного резистора четвертого импульсно-управляемого резистора, управляющий вход четвертого импульс но-управляемого резистора подключенк второму управляющему входу элемента и через второй инвертор к управляющему входу третьего импульсно- управляемого резистора.